第二章第一节细胞膜的结构和物质转运过程

第二章：细胞的基本功能

第一节细胞膜的结构和物质转运功能

一、细胞膜的结构概述

概念：细胞膜-cell membrane亦称为质膜-plasmalemma，质膜和细胞内包被各种细胞器的膜具有相同的化学组成和结构，主要为脂质-lipid、蛋白质-protein，还有一些糖类。

液态镶嵌模型：膜的基架是液态的脂质双分子层，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。

（一）、脂质双分子层：主要由磷脂-phospholipid、胆固醇-cholesterol、和少量糖脂-glycolipid 组成。

成分：磷脂占总量百分之七十以上，胆固醇不超过百分之二十，糖脂不超过百分之十。

a、磷脂：磷脂酰胆碱>磷脂酰丝氨酸>磷脂酰乙醇胺>磷脂酰肌醇。

双嗜性分子

（二）、细胞膜的蛋白：

（三）、细胞膜的糖类：

二、物质的跨膜转运

物质的跨膜转运方式有单纯扩散、易化扩散、原发性或继发性主动转运、出胞和入胞。其中，单纯扩散、易化扩散、原发性或继发性主动转运是小分子物质的跨膜转运方式，出胞和入胞是大分子物质和物质团块的跨膜转运方式。

（一）、单纯扩散（简单扩散）--无饱和现象

概念：

特点：①顺浓度梯度；②不耗能。

扩散物质：

扩散速率：

（二）、膜蛋白介导的跨膜转运

概念：

膜蛋白分类：

1、通道介导的跨膜转运--无饱和现象

门控特性

2、载体介导的跨膜转运

(1)经载体易化扩散—facilitated diffusion via carrier：

概念：

分类：单（物质）转运—单(物质）转运体、同向转运—同向转运体、反向转运或交换—反响转运体或交换体。

胰岛素抵抗

（2）原发性主动运输—primary active transport：

概念：

点:离子泵（钠—钾泵、钙泵）、质子泵（H+,K+—ATP酶，H+—ATP酶）、能量（ATP的分解）离子泵本质是ATP酶，可将细胞内ATP水解为ADP，自身被磷酸化而发生构象变化，从而完成离子的逆浓度梯度或（和）电位梯度的跨膜转运。

A、钠—钾泵（钠泵、Na+,K+—A TP酶）：

概念：

主要分布：在质膜上或普遍存在于哺乳动物的细胞膜上。

正常时胞内K+浓度为胞外的30倍左右，胞外Na+浓度为胞内的10倍左右。一个细胞约将

它所获能量的20％~30％用于钠泵的转运。

运转过程：

激活条件：

主要功能或意义：钠泵活动造成细胞内高K+为胞质内许多代谢反应所必需。如核糖体合成就需要高K+环境。

特异性抑制剂：哇巴因

B、钙泵（Ca2+—A TP酶）：

概念：

主要分布：在质膜、内质网和肌质网膜上

转运过程：质膜钙泵为肌质网和内质网钙泵为

主要意义：使胞质内游离Ca2+浓度保持为细胞外液的万分之一，这一状态对维持细胞的正常生理功能具有重要意义。

C、H+,K+—ATP酶：

主要分布：

主要功能：

D、H+—ATP酶：

主要分布：

主要功能：

（3）继发性主动转运—secondary active transport：

概念：亦称联合转运

继发性主动转运依赖于原发性性转运

根据物质的转运方向，可将继发主动转运分为同向转运和反向转运（交换）两种形式。点;能量的来源

属继发性转运的生理活动有：

溶质跨膜

需要细胞本身耗能：A、维持正常的静息电位；

B、骨骼肌细胞胞浆中，Ca2+向肌浆网内部聚集。

继发性主动转运和原发性主动转运的鉴别：

继发性主动转运原发性主动转运

转运方向逆浓度梯度或电位梯度逆浓度梯度或电位梯度

是否耗能必须消耗能量必须消耗能量

能量来源钠泵分解ATP供能

直接利用ATP分解供能

来自Na+在膜两侧的浓度势能差

间接利用钠泵分解ATP的能量

举例Na+移出胞外

K+移入胞内

葡萄糖、氨基酸在小肠和肾小管的吸收

神经末梢在突触间隙摄取肽类神经递质

甲状腺上皮细胞聚碘，Na+—H+交换和Na+

—Ca2+交换

（三）出胞和入胞

大分子物质和物质团块不能通过细胞膜，他们可通过形成质膜包被的囊泡，以出胞或入胞的形式完成跨膜转运。

膜泡运输：大分子物质和颗粒物质进出细胞并不能直接穿越细胞膜，而是由膜包围成囊泡，通过膜包裹、膜融合和膜离断等一系列过程完成转运，称为···，膜泡运输可同时转运大量物质，故又称为批量运输。

膜泡运输是一个主动过程，需耗能，亦需更多蛋白质的参与，同时还伴有细胞膜面积的改变，膜的运输包括出胞和入胞。

1、出胞—exocytosis

概念：是指胞质内大分子物质以分泌泡的形式排出细胞的过程。

特点：细胞排出大分子物质

例如：主要见于细胞的分泌活动：

内分泌腺细胞将合成的激素分泌到血液、组织液；

外分泌腺细胞将酶原、黏液分泌到腺管的管腔中；

神经纤维末梢突触囊泡内神经递质的释放。

出胞过程:

两种形式：持续性出胞，安静状态下自发地—如小肠黏膜杯状细胞分泌黏液的过程；

调节性出胞，受到信号诱导、储存的—如动作电位到达神经末梢时某些神经递质

的释放。

2、入胞—endocytosis

概念：是指大分子物质或物质团块借助细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞。

特点：大分子进入细胞

例如：主要见于细胞外某些团块物质进入细胞的过程：

部分多肽类激素、抗体、运铁蛋白、LDL-低密度脂蛋白、病毒（流感、脊灰）、大分子营养物质等。

分类：

A、吞噬

B、吞饮

分类：

注意：

①、葡萄糖的转运既可通过经载体介导的易化扩散，又可通过继发性主动转运；

红细胞和普通细胞摄取葡萄糖——经载体介导的易化扩散；

小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖——伴随Na+重吸收的继发性主动转运。②、水分子透过细胞膜——单纯扩散、经通道易化扩散。

记忆：

（1）单纯扩散在于“简单”——不耗能、不需载体；

（2）易化扩散在于“容易”——不耗能、但需载体或通道；

（3）主动转运在于“主动”——需耗能；

（4）继发性主动转运在于“继发”——能量是借助原动力。

几种常考物质的跨膜转运：

葡萄糖从肠腔内、肾小管吸收继发性主动转运（伴Na+随的重吸收）